OPTİK / OBJEKTİFLER

Işığın oluşması, yayılması, etkileri ve uğradığı değişiklikleri inceleyen fizik dalına optik adı verilir. Derslerimizin başlangıcında belirttiğimiz gibi, nesneler ve canlıları görebilmeyi, bunları da fotoğrafla ölümsüzleştirmeyi sağlayan öğe, ışık. Fotoğraf makinesinin en önemli bölümü objektiftir. Konudan yansıyan ışık ışınlarını film üzerine ulaştırır, odaklar. Objektif, aynı eksen üzerinde hassas biçimde sıralanmış merceklerden oluşur. Bünyesinde diyafram ve netleme sistemini barındırır. Mercek sisteminin kalitesi, film veya elektronik ışık algılayıcıları üzerinde oluşan görüntü niteliğine direkt etki eder. Kaliteli objektifle basit bir makine gövdesinde nitelikli görüntü elde edilebilir. Ancak bunun tersi mümkün değildir!

Işık ışınlarını odaklayarak, canlı ve cansızların optik görüntüsünü oluşturan cam ya da başka saydam malzemeye mercek denir. Mercekler; ince kenarlı (yakınsak, dışbükey) ve kalın kenarlı (ıraksak, içbükey) olmak üzere ikiye ayrılır. Fotoğraf makinesi, gözlük, mikroskop, teleskop gibi cihazlarda merceklerden yararlanılır. Işık demeti merceğe girer ve çıkarken kırılır. Diğer bir ifadeyle doğrultusunu değiştirir. Merceklerin ışık ışınlarını odaklaması bu etkiden kaynaklanır. Bir merceğin geometrik merkezinden geçen ve yüzeylerinin eğrilik merkezlerini birbirine bağlayan doğruya optik eksen veya asal eksen denir. Bu eksen boyunca geçen bir ışık ışını yüzeylere diktir ve mercekten doğrultusu değişmeden geçer.

Merceklerde, hassas biçimde işlenmiş iki karşıt yüzey vardır. Bunların her ikisi de küresel veya biri küresel öteki düz olabilir. Yüzey biçimlerine göre; çift dışbükey, düzlem-dışbükey, yakınsak aymercek ve çift içbükey, düzlem-içbükey, ıraksak aymercek olarak sınıflandırılır. Merceğin eğri yüzeyi, gelen ışık demetindeki farklı ışınların farklı açılarla kırılmasına neden olur. Bu davranış, ışık demetindeki paralel ışınların bir noktaya yönelmesine (yakınsama) veya buradan öteye yönelmesine (ıraksama) yol açar. Adı geçen noktaya merceğin odak noktası denir. Cisimlerin bir mercek veya ayna sistemince yeniden üretilmiş görüntüsüne optik görüntü adı verilir. Gerçek ve sanal (zahiri) olmak üzere iki tür optik görüntü vardır. Gerçeğinde, ışık ışınları görüntü düzlemindeki odakta toplanır ve ekran (örneğin bir kağıt) üstünde optik görüntü oluşturulabilir. Film şeridi önüne yerleştirilen kamera merceğiyle sinema perdesine düşürülen, gerçek görüntüdür. Sanal olan ise görüntünün bulunduğu sanılan yerden değil, başka bir konumdan gelen ışık ışınlarınca oluşturulur. Örneğin düz yüzeyli aynadaki sanal görüntü, aynanın gerisinde belirli bir uzaklıkta yer alır. Sanal görüntü ekran üzerine düşürülemez. Cismin optik görüntüsü, gerçeğinden büyük veya küçük olabilir. Bu durum, merceğin odak uzaklığı ve cisim ile mercek arasındaki uzaklığa bağlıdır.

Mercek kullanarak net görüntü elde etmeyi engelleyen bazı konular vardır. Merceğin asal eksenine yakın ve uzak ışık ışınlarının kırılmaları farklıdır. Küresel bozulma diye adlandırılan bu etkinin sonucunda farklı odak noktalarına düşen ışıklar nedeniyle net görüntü elde edilemez. Beyaz ışık farklı dalga boyundaki ışıklardan oluşur. Cam prizma örneğini hatırlayın. Bu nedenle örneğin mavi ve kırmızı ışıkların mercekteki kırılması birbirinin aynı olmaz. Farklı renklerdeki ışıklar asal ekseni farklı odak noktalarında keser. Renklerin bozulması (renkseme) adıyla açıklanan bu konu nedeniyle netsiz bir görüntü ortaya çıkar. Tek merceğin net görüntü vermesini engelleyen görüntünün bükülmesi ve astigmatlık hataları da söz konusudur. Alan eğriliği ve distorsiyon, görüntü noktalarının birbirlerine göre konumlarından kaynaklanan sapma türleridir. Merceğin tasarımında küresel sapma, koma ve astigmatlık giderilmiş olsa bile bu iki sapma varlığını sürdürebilir. Fotoğrafçılıkta görüntünün film düzlemiyle çakışması için görüntünün düzlemsel olması gerekir. Distorsiyon, görüntüde biçim bozulmasıdır (çarpılma). İki türü vardır. Fıçı biçimli distorsiyon, büyütmenin eksenden uzaklaştıkça azalması nedeniyle oluşur. Yastık biçimli distorsiyon ise büyütmenin eksenden uzaklaştıkça artmasından kaynaklanır.  

Yukarıda belirtilen nedenlerle fotoğraf makinesi, teleskop ve mikroskoplarda değişik mercek birleşimlerinden yararlanılır. Objektiflerde, çok sayıda elemandan oluşmuş mercek grupları bir araya getirilir. Böylece küresel bozulma ve renkseme sorunları ortadan kaldırılmaya çalışılır. Ayrıca merceklerin en uygun formda üretilmesi, istenmeyen yansıma ve kırılmaların önüne geçilmesi için mikroskobik katmanlarla kaplanması gibi hassas çalışmalar vardır. Objektif içinde yer alan her merceğe eleman denir. Mercek gruplarında dışbükey ve içbükey  mercekler birlikte kullanılabilir. Sözü edilen merceklerin ışığı kırma ya da ayırma gücü birbirinden farklı olabilir. Objektifteki her merceğin sapması (aberasyon) istenen düzeyde olacak ve net görüntü elde edebilecek biçimde, duyarlıkla belirlenmiş uzaklıklarda yerleştirilir ya da üst üste yapıştırılır. Mercekler yerleştirilirken yüzeylerinin eğiklik merkezinin asal eksen ya da optik eksen denen düz hattın üzerinde bulunmasına özen gösterilir. Bazı zoom objektifler 16 elemandan oluşur. Çok sayıda merceğin bir arada kullanılmasının amacı; net, keskin ve yatay-dikey eksenleri bozuk olmayan görüntü elde etmektir.

Objektiflerin tasarım ve üretimi karmaşık hesaplama ve aşamaları içerdiğinden, günümüzde ileri bilgisayar teknolojileri kullanılmaktadır. Dengeli bir sonuç alabilmek için objektif tasarımcıları yakınsak ve ıraksak mercek gruplarının en iyi şekilde nasıl bir araya getirilebileceğini araştırmaktadır. Sonuçta, görüntünün her yeri net olmalı, paralel çizgiler bozulmamalı ve renkler dağılmamalıdır. Objektifin tasarım aşamasında; odak uzaklığı, diyafram açıklığı, bakış açısı, seçme gücü, en yakın netleme mesafesi, boyutu ve diğer özellikleri göz önünde tutulur.

Objektifle elde edilen görüntü daire biçimindedir. Dairenin tam ortasındaki dikdörtgen alan film üzerine pozlanır. Bir objektifin ortaya çıkardığı görüntünün en net bölgesinin çapına, objektifin kaplama alanı denir. İyi görüntü elde edebilmek için bu alanın, film görüntü alanını kaplaması gerekir. Dolayısıyla bu alanın boyutu filme eş olmalıdır. Işığın gücü, elde edilen görüntünün kenarlarına doğru azalır. İşte bu nedenle 35 mm makineler için üretilmiş objektifler, orta ya da büyük boyutlu makinelerde kullanılmaz. Adaptörlerle kullanılsa bile, elde edilen görüntünün boyutu film formatını kaplamaz.

Objektifler odak uzaklıkları ve en geniş diyafram açıklıkları ile tanımlanır. Örneğin, 50 mm f2.8. Çok sayıda mercek grubunun olduğu yapı içerisinde mercek/hava yüzeylerinden geçen ışınların hızı azalır. Böyle bir bozulmadan kaçınmak, sadece çok kaliteli optik camların kullanılması ile mümkündür. Her yüzey, parlamayı önleyen mikroskobik tabakalarla kaplıdır. Bu tabakalar, objektif elemanları arasında yansıyan ve dağılan ışığı tutarak görüntünün kontrastlığını düzeltir.

Objektifler amaçlarına göre biçimsel farlılık gösterir. Genel bir sınıflandırmayı objektiflerin odak uzaklıklarına göre “normal, geniş açı, tele” şeklinde yapabiliriz. Odak uzaklığı küçüldükçe objektifin gördüğü alan genişler (fotoğraf karesindeki konular küçülür). Odak uzaklığı arttıkça objektifin gördüğü alan daralır (fotoğraf karesindeki konular büyür). Objektifin normal, geniş veya dar açılı olduğu nasıl anlaşılır? Burada fotoğraf makinemizin kullandığı filmin boyutu (formatı) dikkate alınmalıdır.

Öncelikle bu objektifin verdiği net görüntü dairesinin, formatı örtmesi gerekir (24x36, 6x7, 6x6 gibi).

Bir objektif üç özelliği ile tanımlanır:

1- Odak uzaklığı

2- Maksimum diyafram açıklığı

3- Net görüntü dairesi çapı

Net görüntü dairesi formatı kapsıyorsa değerlendirme şöyle yapılır;

Odak uzaklığı, formatın köşegenine eşit veya yakın olan objektif, “normal”.

Odak uzaklığı, format köşegeninden küçük olan objektif, “geniş açı”.

Odak uzaklığı, format köşegeninden büyük olan objektif, “dar açılıdır”.

Buna göre bir hesaplama yapalım; Örneğin 35 filmin boyutu 24 mm x 36 mm’dir. Film karesinin köşegen uzunluğu yaklaşık 43 mm olacaktır. Dolayısıyla 35 film kullanan fotoğraf makineleri için normal objektif, bu değerin yakınındaki 50 mm odak uzaklığı kabul edilir. Bunun altındakiler geniş açı, üzerindekiler ise dar açılı (tele) objektif olarak sınıflandırılır.

Aynı hesaplamayı 6x6 cm formatında roll film kullanan fotoğraf makinesi için yaptığımızda; 60 mm x 60 mm film karesinin köşegen uzunluğu yaklaşık 80 mm’dir. Bulunan değer, sözü edilen makine için normal objektifi ifade eder. Bu makine için 80 mm odak uzaklığına eşit veya yakın objektifler normal, 80 mm’nin altında olanlar geniş açı, 80 mm’nin üzerinde olanlar dar açılı (tele) objektiflerdir.

Objektif seçimi, fotoğrafçının alması gereken önemli kararlar arasındadır. Odak uzaklığı görüntünün büyüklüğünü etkiler. Objektiflerin ayrıca perspektif ve alan derinliğine etkisi vardır. Geniş açılar, perspektifi abartır. Bununla birlikte geniş açı objektiflerde alan derinliği daha fazla, tele objektiflerde ise oldukça dardır. Objektif seçiminde sadece nesnenin değil, çerçeve içindeki tüm şekillerin dikkate alınması gerekir. İlgi alanındaki nesneyle birlikte tüm sahneye dikkat edilir. Genel amaçlı objektiflerin yanında değişik konular için özel tasarlanmış objektifler üretilir. Zoom, makro, çok geniş açılı objektifler bütün markaların ürün yelpazesinde yer alır. Çoğu otomatik netleme (Auto Focus- AF) yapmaktadır. Optik teknolojisi günümüzde o kadar gelişmiştir ki otomatik netlemeli objektifler elle ayarlananlardan daha ucuzdur. Ayrıca fotoğraf çeken, AF objektifleri dilediğinde elle de kontrol edebilir, netlemeyi kendisi yapabilir.

Normal, geniş açılı, tele ve zoom objektiflerin kendine has özellikleri, yararlı durumları ve sakıncaları vardır. Unutulmaması gereken kural; “Film yüzeyi boş bir tuval gibidir. Bunun üzerine bir insan yüzü, bütün vücuduyla bir insan, bir grup insan, trafik akışı içindeki insanlar, eşsiz doğal güzellikler içinde yürüyen veya çalışan bir insan görüntüsü kaydedilebilir, fotoğrafı çekilebilir. Farklı odak uzaklıklı objektifler fotoğraf çekene, bir ressamda olduğu gibi sonsuz sayıda yorum, bakış açısı sağlar.”